Mi az ellenáram -csere?

Az ellenáram -csere a folyadéktestek közötti termikus vagy kémiai transzfer rendkívül hatékony, természetesen előforduló jelenség.Ez a folyamat vezetőképes felületen keresztül, hő vagy részben áteresztő membrán esetén, kémiai csere esetén.Az ellenáramú cserékben a donor és a recipiens folyadék mindig ellentétes irányban folyik, ez a jellemző, amely mind hatékonyságát, mind nevét is kölcsönözi.Az ellenáramú csere számos biológiai rendszerben, például emlősökben, madárn és halak kopoltyúkban található, és egy általánosan használt ipari vegyi és hőátadási rendszer.Hasonló rendszer az egyidejű csere folyamat, amely kevésbé hatékony, és ugyanabba az irányba folyó folyadékok között transzfer.

A termikus energia vagy a szuszpendált anyagok cseréje az áramló folyadékok között gyakori jelenség mind a természetben, mind az iparban.Ezek a jelenlegi áramlási csere két csoportra osztható: egyidejű és ellenáram.Mindkettő magában foglalja a hő- vagy szuszpendált vegyi anyagok cseréjét a szomszédos erekben folyó folyadékok között, akár vezetőképes felületeken, akár félig áteresztőképességű membránokon keresztül.Ahogy a folyadékok átfolynak a megosztott területeken, a hő és a vegyi anyagok természetesen magasról alacsony koncentrációra terjednek, amíg az egyensúly el nem éri.Ez az elemi transzfer jellemzője teszi az ellenáramú csere módszert a kettő hatékonyabbá.Mivel az oxigénszegény vér megfelel az oxigénben gazdag víz elleni áramlásnak, az oxigén diffundálni kezd a vízből és a véráramba.Ez miatt a vízben az oxigén koncentrációja csökken, és a vérben felmerül.Mivel az áramlási irányok ellentétesek, a vér mindig víz fölé áramlik, magasabb oxigénkoncentrációval, és a csere addig folytatódik, amíg az áramlások eltérnek.Egyidejűleg áramlásokban azonban a két folyadék ugyanabba az irányba áramlik, és a koncentráció közötti kapcsolat gyorsan eléri az egyensúlyt, ezáltal hatékonyan megállítva a cserét.Teljes csere terület a nagyobb hatékonyság érdekében.Ez a hatékonyság általában lehetővé teszi a 100% -os átviteli értékeket, amikor a recipiens áramlása kilép a rendszerből, ugyanolyan hő- vagy vegyi anyagok koncentrációjával, mint a donor áramlása.Ugyanez nem mondható el az egyidejű tőzsdékről, az átlagos átviteli értékek 50%-os régióban futnak.Ez teszi az ellenáram -csere módszert az ipari folyamatokhoz, például a regeneratív hőcserélő és a biológiai átviteli módszerekhez, beleértve a vese- és tüdőfunkciókat.